近日，微生物改造技术全国重点实验室史大永教授团队在双靶点抑制剂抗猪流行性冠状病毒域取得重要进展，在Journal of Advanced Research期刊发表了题为“Design, synthesis and activity evaluation of dual-target inhibitors against papain-like and main proteases of porcine epidemic diarrhea virus”的研究论文。实验室博士研究生陈家树、博士后林遇溪为论文共同第一作者，史大永教授和李祥乾副研究员为共同通讯作者，山东大学微生物改造技术全国重点实验室为第一完成单位和通讯作者单位。

猪流行性腹泻病毒（PEDV）作为α冠状病毒属代表，可导致新生仔猪出现急性腹泻、呕吐、脱水等症状，仔猪感染死亡率高达100%，近三十年来在全球养猪业引发周期性疫情并造成超百亿美元经济损失。目前临床防治面临双重困境：既缺乏针对性的特效药物，现有疫苗又因病毒高频突变导致保护效力受限。基于冠状病毒复制的核心机制——主蛋白酶（Mpro）和木瓜样蛋白酶（PLpro）在切割病毒多聚蛋白与调控宿主免疫中的协同作用，研究团队提出双靶点抑制剂开发策略。

通过分析已报道的抑制剂，发现两类蛋白酶抑制剂均具有N-苄基酰胺骨架结构，其酰胺基团可分别与Mpro的S1亚口袋（Glu165/His162）及PLpro的关键位点（Asn1727/Gly1887）形成关键氢键。利用药效团融合技术，将两类抑制剂核心结构整合至同一分子骨架，并针对Mpro的S1/S2口袋及PLpro的I/II位点进行定向优化：在A环引入-OH/-OMe基团增强S1口袋结合力，添加-Br取代基延长抑制剂驻留时间；B环引入疏水芳环结构以强化S2/II位点的π-π堆积作用。这种基于结构生物学的理性设计策略，成功成功筛选出首个兼具Mpro和PLpro双重抑制活性的抗PEDV双靶点先导化合物，为应对冠状病毒变异及耐药性问题提供了新思路。

实验证实最优化合物f2不仅通过双机制协同干预显著抑制病毒复制（EC50 = 2.02 ± 0.56 μM），还可缓解PEDV病毒引发的细胞因子风暴。通过体外细胞实验验证，该化合物通过调控TLR2/PI3K/Akt/NF-κB信号通路，对PEDV感染的IPEC-J2细胞发挥保护作用。PEDV通过破坏宿主免疫稳态、损伤小肠上皮紧密连接等途径，导致肠道屏障功能崩溃，这与DSS诱导的结肠炎模型的发病机制非常相似。鉴于f2在体外表现出良好的抗炎活性，通过建立DSS诱导的结肠炎小鼠模型以评估f2对肠道的保护作用。结果表明，f2可能通过抑制NF-κB信号通路的过度激活，在小鼠体内发挥抗炎及肠道保护作用。

本研究为PEDV的治疗提供了一系列有前景的先导化合物，为针对PEDV的治疗药物以及双靶点药物的开发提供了思路和参考。这种双靶点抑制剂不仅为控制PEDV感染提供了全新治疗策略，其“保守残基共享和差异残基适配”的设计思路更为开发广谱抗冠状病毒药物奠定了理论基础，为应对未来新发冠状病毒疫情具有重要参考价值。

该研究得到了青岛市2023年度新兴产业培育计划联合基金、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金和深圳市基础研究计划等资助。